《面向無線感測器網路的非易失性元胞自動機建模及分析》是依託電子科技大學,由於秦擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向無線感測器網路的非易失性元胞自動機建模及分析
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：於秦
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目利用二維元胞自動機對無線感測網路時空演化規律展開研究，將無線感測網路中的海量感測器節點視為元胞自動機中的元胞，通過設計合理的活躍機制和元胞間的協同，建立無線感測器網路的二維元胞自動機模型，實現無線感測器網路的自組織算法，分析無線感測器網路的時空特性、拓撲控制和網路整體行為。並進一步引入具有記憶功能的第四類基本原件-憶阻器（Memristor）構建非易失性元胞自動機，實現在鄰居狀態異步輸入的情況下，中心元胞狀態與鄰居元胞狀態的同步更新，從而大大減少元胞與其鄰居元胞之間的信息互動，降低元胞節點的能量耗費。通過本項目的研究，將為揭示無線感測網路的內在複雜性、解決大規模通信網路系統的設計分析問題、合理設計節點自組織機制、解決快速回響、可靠性與耗能之間的平衡提供重要的理論基礎和實驗基礎。
結題摘要
在無線感測網路（Wireless Sensor Networks, WSNs）的拓撲構建中，由於缺少外部或集中控制的條件，為了形成和維護網路自身時間上、空間上以及功能上的結構，節點需要進行動態自適應。但隨著網路規模的不斷增長，網路拓撲結構更為複雜，以及時間延遲、資源限制、反饋環路等因素產生的非線性，使得無線感測器網路所發生的突現行為變得難以預測。針對上述問題，本項目以元胞自動機理論為基礎，構建面向無線感測網路的二維元胞自動機模型並進行分析。主要研究成果包括：（1）構建基於二維元胞自動機的無線感測網通信模型；（2）考慮到各元胞在遵循相同演化規則進行同步更新時需獲取其鄰居元胞在上一時刻的狀態信息，引入憶阻器構建無線感測網路的非易失性二維元胞自動機模型；（3）在上述非易失性元胞自動機模型的基礎上，本項目進一步對無線感測網元胞自動機模型中的節點空間、鄰居、節點狀態集和節點狀態轉換規則等要素進行設計，設計並實現基於規則和不規則元胞自動機的無線感測網的節能算法。研究成果對於合理設計節點自組織機制、解決快速回響、可靠性與耗能之間的問題、構建未知環境中運行的網路在靈活性、適應性和有效性上的平衡具有理論和實踐意義。
